1H-MRS在顱腦常見(jiàn)腫瘤診斷中的臨床應(yīng)用研究

廣州醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科(廣東 廣州 510120)

晏 穎 鄧 宇 李新春陳 淮 曾慶思 李 嫻

1H-MRS在顱腦常見(jiàn)腫瘤診斷中的臨床應(yīng)用研究

廣州醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科(廣東 廣州 510120)

晏 穎 鄧 宇 李新春陳 淮 曾慶思 李 嫻

目的 評(píng)估氫質(zhì)子磁共振波譜(1H-MRS)在顱腦常見(jiàn)腫瘤診斷及鑒別診斷中的應(yīng)用價(jià)值。方法 分析經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的61例顱內(nèi)高級(jí)別膠質(zhì)瘤、轉(zhuǎn)移瘤及腦膜瘤三組病例1H-MRS特點(diǎn)，并測(cè)量所有病例的瘤核心、瘤周水腫區(qū)、對(duì)側(cè)正常腦白質(zhì)感興趣區(qū)的膽堿(Cho)、乙酰天門冬氨酸(NAA)、肌酸(Cr)代謝產(chǎn)物的峰值，計(jì)算Cho/NAA、Cho/Cr、NAA/Cr三種參數(shù)的比值，分別比較三組病例各參數(shù)之間的差異。結(jié)果 三類腫瘤瘤核心及膠質(zhì)瘤瘤旁水腫Cho/Cr、Cho/NAA均大于對(duì)側(cè)正常腦白質(zhì)(P＜0.01)，NAA/Cr均小于對(duì)側(cè)正常腦白質(zhì)(P＜0.01)，腦膜瘤瘤核心NAA/Cr比膠質(zhì)瘤、轉(zhuǎn)移瘤明顯減低(P＜0.01)，Cho/NAA比膠質(zhì)瘤、轉(zhuǎn)移瘤明顯增高(P＜0.01)；膠質(zhì)瘤瘤旁區(qū)Cho/ Cr、Cho/NAA比腦膜瘤、轉(zhuǎn)移瘤明顯增高(P＜0.01)，NAA/Cr比腦膜瘤、轉(zhuǎn)移瘤明顯減低(P＜0.01)。結(jié)論 作為常規(guī)MRI的有力補(bǔ)充，瘤核心及瘤周水腫區(qū)的1H-MRS對(duì)顱內(nèi)膠質(zhì)瘤、腦膜瘤及轉(zhuǎn)移瘤的診斷及鑒別診斷具有積極的臨床意義。

氫質(zhì)子磁共振波譜；膠質(zhì)瘤；轉(zhuǎn)移瘤；腦膜瘤

膠質(zhì)瘤、腦膜瘤、轉(zhuǎn)移瘤是最常見(jiàn)的三大類顱內(nèi)腫瘤性病變[1-2]，大多數(shù)情況下，根據(jù)常規(guī)MRI、可靠臨床病史可以正確診斷與鑒別，但是在臨床資料不支持或影像表現(xiàn)不典型時(shí)，依靠常規(guī)影像學(xué)檢查常常很難鑒別，而不同的診斷會(huì)導(dǎo)致截然不同的治療方案，影響患者的預(yù)后[3]。2D-1HMRS技術(shù)作為無(wú)創(chuàng)性檢測(cè)活體組織代謝、生化及化合物定量分析的影像學(xué)方法[4]，開拓并豐富了腦腫瘤診斷、鑒別診斷的思維，作為常規(guī)MRI的有力補(bǔ)充在腦腫瘤的診治上具有重要價(jià)值。本文分析2014年1月至2016年1月廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院神經(jīng)外科收治的顱內(nèi)膠質(zhì)瘤、轉(zhuǎn)移瘤及腦膜瘤各1H-MRS參數(shù)的特點(diǎn)，探討1H-MRS技術(shù)在三種腫瘤診斷及鑒別診斷中的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料納入研究的61例患者按病理結(jié)果分為三組，高級(jí)別膠質(zhì)瘤組患者26例(男13例，女13例)，年齡23～68歲，平均(39.6±3.9)歲；腦膜瘤組17例，(男7例，女10例)，年齡17～59歲(平均34歲)；轉(zhuǎn)移瘤組18例，(男13例，女5例)，年齡38～74(平均62歲)，所有患者的臨床表現(xiàn)均為頭痛，癲癇、惡心嘔吐、偏癱等非特異性顱內(nèi)占位性癥狀，部分轉(zhuǎn)移瘤患者合并原發(fā)腫瘤表現(xiàn)。

1.2 儀器和方法采用美國(guó)產(chǎn)GE signa excite Ⅱ 3.0T磁共振成像系統(tǒng)掃描，16通道標(biāo)準(zhǔn)頭頸聯(lián)合線圈，常規(guī)序列：橫斷位T1WI(TR/TE，600/16ms)，T2WI(TR/TE, 5100/138ms)，層厚5mm，層間距1.5mm，F(xiàn)OV 24×18mm，矩陣512×288。增強(qiáng)掃描：靜脈團(tuán)注康臣藥業(yè)公司產(chǎn)釓噴酸葡胺注射液(Gd-DTPA)，0.lml/kg體重，3ml/s后行橫斷面、矢狀面和冠狀面T1WI掃描。2D-1H-MRS在增強(qiáng)掃描之前進(jìn)行，掃描采用二維(Two dimensional)多體素(Multi-voxel)波譜成像采集方式，脈沖序列選用點(diǎn)分辨表面線圈法(PRESS)，結(jié)合常規(guī)序列選取以腫瘤實(shí)質(zhì)為中心，避開顱骨、頭皮脂肪、含氣的竇腔、擴(kuò)大的腦室等結(jié)構(gòu)的掃描定位區(qū)(VOI)。掃描參數(shù)TR/TE：1000ms/144ms。頻率編碼設(shè)定為16，頻率編碼方向A/P，體素厚度(voxel thickness)lOmm，層間距20mm，激發(fā)次數(shù)(NEX)：1，F(xiàn)OV 18×18mm。掃描時(shí)間約5分鐘。

1.3 圖像分析采用GE公司3.0T磁共振隨機(jī)配置的分析軟件包“FuncTool”自動(dòng)對(duì)波譜掃描獲得的化學(xué)頻率圖進(jìn)行重建，后處理軟件自動(dòng)獲得VOI內(nèi)所有體素的化學(xué)位移圖、波譜圖、代謝圖和代謝與解剖的疊加圖。兩名有經(jīng)驗(yàn)的影像科醫(yī)生結(jié)合常規(guī)MR圖像在波譜圖上劃定瘤核心、近側(cè)水腫區(qū)及對(duì)側(cè)正常白質(zhì)區(qū)三個(gè)感興趣區(qū)(region of interest,ROI)，并測(cè)量各ROI的Cho/Cr、NAA/Cr及Cho/NAA代謝物相對(duì)比值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS13.0軟件處理，計(jì)量資料用()表示。同組內(nèi)比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，三組腫瘤間的比較采用單因素方差分析，總體有顯著差異的情況下，采用LSD多重循環(huán)兩兩比較，取P＜0.01為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

26例膠質(zhì)瘤中膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(WHOIV級(jí))15例，間變少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤(WHOIII級(jí))6例，間變星形細(xì)胞瘤(WHOIII級(jí))3例，間變少突星形細(xì)胞瘤(WHOIII級(jí))2例；17例腦膜瘤均為WHOI級(jí)，18例轉(zhuǎn)移瘤中肺癌腦轉(zhuǎn)移者9例，消化道腫瘤腦轉(zhuǎn)移者3例，盆腔及泌尿生殖系統(tǒng)腫瘤腦轉(zhuǎn)移者6例。膠質(zhì)瘤、腦膜瘤、轉(zhuǎn)移瘤三組腫瘤波譜見(jiàn)圖1-12。膠質(zhì)瘤、腦膜瘤、轉(zhuǎn)移瘤三組腫瘤瘤核心特殊代謝產(chǎn)物見(jiàn)表1；膠質(zhì)瘤、腦膜瘤、轉(zhuǎn)移瘤三組腫瘤瘤核心各體素代謝產(chǎn)物比值見(jiàn)表2，膠質(zhì)瘤、腦膜瘤、轉(zhuǎn)移瘤三組腫瘤瘤旁區(qū)體素代謝產(chǎn)物比值見(jiàn)表3。三類腫瘤瘤核心及膠質(zhì)瘤瘤旁水腫Cho/Cr、Cho/NAA均大于對(duì)側(cè)正常腦白質(zhì)(P＜0.01)，NAA/Cr均小于對(duì)側(cè)正常腦白質(zhì)(P＜0.01)，腦膜瘤瘤核心NAA/Cr較膠質(zhì)瘤、轉(zhuǎn)移瘤明顯減低(P＜0.01)Cho/NAA較膠質(zhì)瘤、轉(zhuǎn)移瘤明顯增高(P＜0.01)；膠質(zhì)瘤瘤旁區(qū)Cho/Cr、Cho/NAA較腦膜瘤、轉(zhuǎn)移瘤明顯增高(P＜0.01)，NAA/ Cr較腦膜瘤、轉(zhuǎn)移瘤明顯減低(P＜0.01)。

3 討 論

3.1 不同腫瘤波譜特點(diǎn)膠質(zhì)瘤起源于神經(jīng)上皮，腫瘤代謝旺盛，正常神經(jīng)細(xì)胞受到破壞，膠質(zhì)細(xì)胞明顯增生[5]，波譜顯示NAA峰顯著下降，Cho峰顯著升高，與正常腦組織相比，Cho/ Cr、Cho/NAA均高于對(duì)側(cè)正常腦白質(zhì)區(qū)，而NAA/Cr低于對(duì)側(cè)正常腦白質(zhì)。對(duì)近瘤水腫區(qū)波譜分析發(fā)現(xiàn)，三組代謝物比值與瘤核心相似，同樣與對(duì)測(cè)正常腦白質(zhì)各參數(shù)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。認(rèn)為這一區(qū)域已經(jīng)有腫瘤細(xì)胞的浸潤(rùn)，這一發(fā)現(xiàn)與Goplen等[6]的研究相同，Croteau等[7]證實(shí)認(rèn)為膠質(zhì)瘤作為侵襲性腫瘤，腫瘤細(xì)胞常?？裳剌S突、小血管以及蛛網(wǎng)膜下腔在腦內(nèi)侵襲生長(zhǎng)。尤永平等[8]指出膠質(zhì)瘤瘤周水腫區(qū)已有腫瘤細(xì)胞浸潤(rùn),腫瘤的邊界超過(guò)了T1WI強(qiáng)化的區(qū)域,包括部分T2WI異常信號(hào)的部分，可見(jiàn)MRS對(duì)于探討腫瘤范圍，確定外科手術(shù)或放療范圍有積極的意義。臨床隨訪，本組病例有7例在腫瘤全切后，在原瘤周水腫區(qū)出現(xiàn)復(fù)發(fā)病灶，而轉(zhuǎn)移瘤及腦膜瘤手術(shù)全切后水腫帶逐漸消退，這也證明了膠質(zhì)瘤瘤周水腫帶中已經(jīng)有瘤細(xì)胞的浸潤(rùn)。本研究還發(fā)現(xiàn)(4/26)例出現(xiàn)lip峰，(6/26)例出現(xiàn)lac峰，這些都提示腫瘤代謝活躍，無(wú)氧酵解增加。

表1 三組腫瘤波譜特殊代謝產(chǎn)物例數(shù)

表2 三組腫瘤強(qiáng)化區(qū)與正常參照區(qū)之間各代謝物比值的比較()

表2 三組腫瘤強(qiáng)化區(qū)與正常參照區(qū)之間各代謝物比值的比較()

組別 Cho/Cr P NAA/Cr P Cho/NAA P瘤核心 CNAWM 瘤核心 CNAWM 瘤核心 CNAWM膠質(zhì)瘤 3.49±1.25 1.05±0.26 ＜0.01 0.95±0.30 1.92±0.38 ＜0.01 4.15±2.11 0.54±0.14 ＜0.01腦膜瘤 3.75±1.65 0.96±0.37 ＜0.01 0.62±0.15 1.74±0.25 ＜0.01 6.56±3.52 0.59±0.22 ＜0.01轉(zhuǎn)移瘤 3.33±0.81 1.04±0.30 ＜0.01 1.01±0.14 1.88±0.46 ＜0.01 3.35±0.95 0.57±0.18 ＜0.01 P 0.616 0.592 - ＜0.01 0.328 - ＜0.01 0.581 -

表3 三組腫瘤旁區(qū)與正常參照區(qū)之間各代謝物比值的比較()

表3 三組腫瘤旁區(qū)與正常參照區(qū)之間各代謝物比值的比較()

組別 Cho/Cr P NAA/Cr P Cho/NAA P瘤周水腫 CNAWM 瘤周水腫 CNAWM 瘤周水腫 CNAWM膠質(zhì)瘤 2.71±0.91 1.05±0.26 ＜0.01 1.13±0.26 1.92±0.38 ＜0.01 2.62±1.28 0.54±0.14 ＜0.01腦膜瘤 0.93±0.26 0.96±0.37 0.808 1.66±0.20 1.74±0.25 0.320 0.56±0.16 0.59±0.22 0.635轉(zhuǎn)移瘤 0.99±0.15 1.04±0.30 0.559 1.72±0.35 1.88±0.46 0.140 0.65±0.29 0.57±0.18 0.239 P ＜0.01 - ＜0.01 - ＜0.01 -

腦膜瘤起源于蛛網(wǎng)膜帽細(xì)胞[9]，波譜顯示NAA峰顯著降低，Cho峰明顯升高，未見(jiàn)lac峰及l(fā)ip峰出現(xiàn)，三組代謝產(chǎn)物比值與對(duì)側(cè)正常白質(zhì)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。理論上腦膜瘤作為腦外腫瘤本身不含NAA，本組所有病例均未觀察到NAA完全消失的情況，Dowling等[10]認(rèn)為這是由于波譜分析受到正常腦組織的部分容積效應(yīng)或其它掃描參數(shù)及設(shè)備因素的影響。本組病例中Cho峰明顯高于另外兩組，有學(xué)者認(rèn)為這是由于腦膜瘤的細(xì)胞膜增殖代謝更加旺盛的緣故。1.47ppm處Ala峰被認(rèn)為是腦膜瘤的特征波譜表現(xiàn)[11]，Joskolski等[11]認(rèn)為這是由于谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶部分氧化作用大于糖酵解的結(jié)果，本組中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這一特征峰。對(duì)于瘤周水腫區(qū)，各代謝物比值與對(duì)側(cè)正常腦白質(zhì)相比均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，這也提示腦膜瘤病變范圍局限，其瘤周水腫僅為血管源性水腫。

顱內(nèi)轉(zhuǎn)移瘤波譜表現(xiàn)較為復(fù)雜，但多數(shù)表現(xiàn)為Cho峰明顯增高，NAA峰及Cr峰下降，(4/18)例出現(xiàn)lac峰，(8/18)出現(xiàn)lip峰。這與轉(zhuǎn)移瘤細(xì)胞增殖旺盛，細(xì)胞代謝增高，由于血供因素，無(wú)氧糖酵解增加，腫瘤出現(xiàn)微壞死有關(guān)[12]。Kumar等[13]提出異常增高的lip峰預(yù)示病變惡性程度很高，并稱之為“死亡峰”。和腦膜瘤相似，轉(zhuǎn)移瘤組瘤周水腫各代謝物比值與正常對(duì)側(cè)腦白質(zhì)差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示其瘤周水腫也為血管源性水腫。Joskolski等[11]認(rèn)為，轉(zhuǎn)移瘤同樣屬于腦外腫瘤，理論上其NAA峰應(yīng)該不存在，但本組病例中均有發(fā)現(xiàn)NAA峰，認(rèn)為可能同樣與體素或設(shè)備有關(guān)。

3.2 磁共振波譜在腦腫瘤鑒別診斷中的價(jià)值對(duì)于瘤核心磁共振波譜是否具有鑒別意義，許多學(xué)者均作出無(wú)法可靠的鑒別三類腫瘤的結(jié)論。本研究顯示腦膜瘤的一些代謝物比值與其他兩組腫瘤之間存在顯著差異，腦膜瘤組NAA/Cr較其膠質(zhì)瘤組和轉(zhuǎn)移瘤組顯著減低，Cho/NAA較其他兩組顯著升高。此結(jié)果與三類腫瘤的代謝特點(diǎn)有一定關(guān)系，對(duì)腦膜瘤的診斷有一定提示作用，但無(wú)法較好的區(qū)分膠質(zhì)瘤和轉(zhuǎn)移瘤。

比較三組腫瘤瘤旁區(qū)代謝物比值，發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)瘤組Cho/Cr、Cho/NAA較其余兩組明顯增高，NAA/Cr較其余兩組明顯減低，而轉(zhuǎn)移瘤與腦膜瘤間各代謝物比值均無(wú)顯著差異。這與Bendini等[14]的研究結(jié)果相符，即膠質(zhì)瘤瘤周水腫仍然存在病理學(xué)波譜，而腦膜瘤、轉(zhuǎn)移瘤等非侵襲性腫瘤病變較為局限，瘤周水腫無(wú)腫瘤細(xì)胞的浸潤(rùn)。病理學(xué)檢查[6,15]證明膠質(zhì)瘤瘤周水腫中存在散在的腫瘤細(xì)胞及免疫細(xì)胞的浸潤(rùn)，而轉(zhuǎn)移瘤和腦膜瘤周圍僅進(jìn)存在血管源性水腫。此外有學(xué)者認(rèn)為，lip峰是鑒別轉(zhuǎn)移瘤和膠質(zhì)瘤的重要指標(biāo)，本研究中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移瘤組中確實(shí)有較多的病例出現(xiàn)lip峰，但在鑒別診斷方面有無(wú)明顯特異還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

總之，作為常規(guī)MRI檢查的有力補(bǔ)充，常規(guī)MRI結(jié)合2D-1H MRS可以更好的進(jìn)行顱內(nèi)腫瘤及其它病變的診斷和鑒別診斷。相信隨著磁共振波譜技術(shù)及后處理軟件的進(jìn)一步發(fā)展，2D-1H MRS在腦腫瘤以及顱內(nèi)其他疾病的診斷和治療方面將提供更精確、更有價(jià)值的信息。

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（本文圖片見(jiàn)封二）

(本文編輯: 汪兵)

Clinical Study of1H-MRS in the Diagnosis of Cerebral Neoplasms

YAN Ying, LI Xian, CHEN Huai, et al．, Department of Radiology, The First Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, Guangzhou 510120, Guangdong Province, China

Objective To explore the value of1H-MRS in the diagnosis and differential diagnosis of different intracranial neoplasms． Methods MRI and1H-MRS was performed in 61 patients confirmed to be high grade glioma, meningioma and solitary metastases． For each case, the NAA, Cr and Cho was measured in enhanced region, peritumoral region and contralateral normal-appearing white matter (CNAWM), the Cho/NAA, Cho/Cr, NAA/Cr was calculated and compared among three ROIs respectively． Results Compare to the normal region, the Cho/Cr, Cho/NAA in enhanced region of three lesions and peritumoral of glioma were higher (P＜0．01), NAA/Cr were lower (P＜0．01)． In enhanced region, NAA/Cr in meningioma was lower than glioma and metastases (P＜0．01) and Cho/NAA was higher than them (P＜0．01)． In peritumoral region, Cho/Cr, Cho/NAA in glioma were higher than meningioma and metastases(P＜0．01) and NAA/Cr was lower than them(P＜0．01)． Conclusion As a supplement of routine MRI,1H-MRS plays an important role in the differential diagnosis of different intracranial neoplasms．

1H-MRS; Glioma; Metastases; Meningioma

R651.1

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2017.06.002

晏 穎

2017-05-09